Chen Tongqiang ir kt. Šiltnamių sodininkystės žemės ūkio inžinerijos technologijos. Paskelbta Pekine 2023 m. sausio 6 d., 17:30 val.

Gera rizosferos EC ir pH kontrolė yra būtinos sąlygos norint gauti didelį pomidorų derlių be dirvožemio auginimo režimu išmaniajame stikliniame šiltnamyje. Šiame straipsnyje pomidoras buvo pasirinktas sodinimo objektu ir apibendrintas tinkamas rizosferos EC ir pH diapazonas skirtingais etapais, taip pat atitinkamos kontrolės techninės priemonės nukrypimų nuo normos atveju, kad būtų galima pateikti nuorodą į faktinį sodinimo derlių tradiciniuose stikliniuose šiltnamiuose.

Remiantis nepilna statistika, daugiaatramių stiklinių išmaniųjų šiltnamių sodinimo plotas Kinijoje pasiekė 630 hm² ir vis dar plečiasi. Stikliniuose šiltnamiuose integruoti įvairūs įrenginiai ir įranga, sukuriant tinkamą augimo aplinką augalų augimui. Gera aplinkos kontrolė, tikslus vandens ir trąšų drėkinimas, tinkamas ūkininkavimas ir augalų apsauga yra keturi pagrindiniai veiksniai, lemiantys didelį pomidorų derlių ir aukštą kokybę. Kalbant apie tikslų drėkinimą, jo tikslas – palaikyti tinkamą rizosferos EC, pH, substrato vandens kiekį ir rizosferos jonų koncentraciją. Gera rizosferos EC ir pH užtikrina šaknų vystymąsi ir vandens bei trąšų absorbciją, o tai yra būtina augalų augimo, fotosintezės, transpiracijos ir kito medžiagų apykaitos proceso palaikymo sąlyga. Todėl geros rizosferos aplinkos palaikymas yra būtina sąlyga norint pasiekti didelį derlių.

Rizosferos EC ir pH nekontroliavimas turės negrįžtamą poveikį vandens balansui, šaknų vystymuisi, šaknų ir trąšų absorbcijos efektyvumui – augalų maistinių medžiagų trūkumui, šaknų jonų koncentracijai – trąšų absorbcijai – augalų maistinių medžiagų trūkumui ir kt. Pomidorų sodinimas ir auginimas stikliniuose šiltnamiuose vyksta be dirvožemio. Sumaišius vandenį ir trąšas, integruotas vandens ir trąšų tiekimas vykdomas lašančių rodyklių pavidalu. EC, pH, dažnumas, formulė, grįžtamojo skysčio kiekis ir drėkinimo pradžios laikas tiesiogiai paveiks rizosferos EC ir pH. Šiame straipsnyje apibendrinta tinkama rizosferos EC ir pH kiekviename pomidorų sodinimo etape, išanalizuotos nenormalaus rizosferos EC ir pH priežastys ir apibendrintos taisomosios priemonės, kurios pateikia nuorodas ir technines nuorodas tradicinių stiklinių šiltnamių gamybai.

Tinkama rizosferos EC ir pH skirtinguose pomidorų augimo etapuose

Rizosferos EC daugiausia atsispindi pagrindinių elementų jonų koncentracijoje rizosferoje. Empirinė skaičiavimo formulė yra tokia: anijonų ir katijonų krūvių suma dalijama iš 20, ir kuo didesnė ši vertė, tuo didesnė rizosferos EC. Tinkama rizosferos EC užtikrins tinkamą ir vienodą elementų jonų koncentraciją šaknų sistemai.

Apskritai jos vertė yra maža (rizosferos EC < 2,0 mS/cm). Dėl šaknų ląstelių brinkimo spaudimo šaknys turės per daug vandens, todėl augaluose bus daugiau laisvo vandens, o laisvo vandens perteklius bus naudojamas lapų pūtimui, ląstelių pailgėjimui ir augalų tuščiajam augimui; jos vertė yra didelė (žiemos rizosferos EC > 8–10 mS/cm, vasaros rizosferos EC > 5–7 mS/cm). Didėjant rizosferos EC, šaknų vandens sugerties pajėgumas yra nepakankamas, todėl augalai patiria vandens trūkumo stresą, o sunkiais atvejais augalai vysta (1 pav.). Tuo pačiu metu konkurencija tarp lapų ir vaisių dėl vandens sumažins vaisių vandens kiekį, o tai turės įtakos derliui ir vaisių kokybei. Kai rizosferos EC yra vidutiniškai padidinta 0–2 mS/cm, tai turi gerą reguliacinį poveikį vaisiaus tirpaus cukraus koncentracijos / tirpios sausosios medžiagos kiekio padidėjimui, augalų vegetatyvinio augimo ir reprodukcinio augimo pusiausvyros reguliavimui, todėl vyšninių pomidorų augintojai, siekiantys kokybės, dažnai taiko didesnę rizosferos EC. Nustatyta, kad skiepytų agurkų tirpaus cukraus kiekis buvo žymiai didesnis nei kontrolinės grupės, laistomos sūriu vandeniu (į maistinių medžiagų tirpalą buvo įpilta 3 g/l naminio sūraus vandens, kurio NaCl:MgSO4:CaSO4 santykis 2:2:1). Olandiškų „Honey“ vyšninių pomidorų savybė yra ta, kad jie išlaiko aukštą rizosferos EC (8–10 mS/cm) per visą auginimo sezoną, o vaisiuose yra daug cukraus, tačiau galutinis vaisių derlius yra santykinai mažas (5 kg/m2).

Rizosferos pH (be vienetų) daugiausia reiškia rizosferos tirpalo pH, kuris daugiausia veikia kiekvieno elemento jono nusodinimą ir ištirpimą vandenyje, o tada turi įtakos kiekvieno jono absorbcijos efektyvumui šaknų sistemoje. Daugumai elementų jonų tinkamas pH diapazonas yra 5,5–6,5, o tai užtikrina, kad šaknų sistema galėtų normaliai absorbuoti kiekvieną joną. Todėl sodinant pomidorus rizosferos pH visada turėtų būti palaikomas 5,5–6,5. 1 lentelėje parodytas rizosferos EC diapazonas ir pH kontrolė skirtinguose stambiavaisių pomidorų augimo etapuose. Smulkiavaisių pomidorų, tokių kaip vyšniniai pomidorai, rizosferos EC skirtinguose etapuose yra 0–1 mS/cm didesnė nei stambiavaisių pomidorų, tačiau visi jie koreguojami pagal tą pačią tendenciją.

Pomidorų rizosferos EC nenormalios priežastys ir koregavimo priemonės

Rizosferos EC reiškia maistinių medžiagų tirpalo EC aplink šaknų sistemą. Kai Olandijoje sodinama pomidorų akmens vata, augintojai naudoja švirkštus maistinių medžiagų tirpalui išsiurbti iš akmens vatos, todėl rezultatai yra reprezentatyvesni. Įprastomis aplinkybėmis grįžtamoji EC yra artima rizosferos EC, todėl Kinijoje grįžtamoji EC dažnai naudojama kaip rizosferos EC. Rizosferos EC paros svyravimai paprastai didėja po saulėtekio, pradeda mažėti ir išlieka stabilūs laistymo piko metu, o po laistymo lėtai didėja, kaip parodyta 2 paveiksle.

Pagrindinės didelės grąžinamos eksploatacinės vertės (EC) priežastys yra mažas grąžinimo greitis, didelė įleidžiamo vandens EC ir vėlyvas laistymas. Tą pačią dieną laistoma mažiau, o tai rodo mažą skysčio grąžinimo greitį. Skysčio grąžinimo tikslas – visiškai nuplauti substratą, užtikrinti, kad rizosferos EC, substrato vandens kiekis ir rizosferos jonų koncentracija būtų normaliose ribose, o skysčio grąžinimo greitis būtų mažas, o šaknų sistema sugertų daugiau vandens nei elementariųjų jonų, o tai dar labiau rodo EC padidėjimą. Didelė įleidžiamo vandens EC tiesiogiai lemia didelę grąžinamą EC. Remiantis nykščio taisykle, grąžinama EC yra 0,5–1,5 ms/cm didesnė nei įleidžiamo vandens EC. Paskutinis laistymas baigėsi anksčiau tą pačią dieną, o po laistymo šviesos intensyvumas vis dar buvo didesnis (300–450 W/m2). Dėl augalų transpiracijos, kurią skatina spinduliuotė, šaknų sistema toliau sugeria vandenį, substrato vandens kiekis sumažėjo, jonų koncentracija padidėjo, o tada padidėjo rizosferos EC. Kai rizosferos EC yra aukštas, radiacijos intensyvumas didelis, o drėgmė maža, augalai susiduria su vandens trūkumo stresu, kuris labai pasireiškia vytimu (1 pav., dešinėje).

Žemas rizosferos energijos potencialas (EC) daugiausia susijęs su dideliu skysčio grąžinimo greičiu, vėlyvu drėkinimo užbaigimu ir mažu EC kiekiu skysčio įtekėjime, o tai dar labiau pablogina problemą. Didelis skysčio grąžinimo greitis lems begalinį artumą tarp įtekančio ir grįžtančio EC. Kai drėkinimas baigiamas vėlai, ypač debesuotomis dienomis, kartu su prastu apšvietimu ir didele drėgme, augalų transpiracija yra silpna, elementariųjų jonų absorbcijos santykis yra didesnis nei vandens, o matricos vandens kiekio mažėjimo santykis yra mažesnis nei jonų koncentracijos tirpale, todėl grįžtančio skysčio EC yra mažas. Kadangi augalų šaknų plaukų ląstelių brinkimo slėgis yra mažesnis nei rizosferos maistinių medžiagų tirpalo vandens potencialas, šaknų sistema sugeria daugiau vandens ir vandens balansas yra nesubalansuotas. Kai transpiracija silpna, augalas išskiria vandenį spjaudydamas (1 pav., kairėje), o jei naktį temperatūra aukšta, augalas augs veltui.

Koregavimo priemonės, kai rizosferos EC yra nenormali: ① Kai grįžtamoji EC yra didelė, gaunamoji EC turėtų būti priimtinose ribose. Paprastai didelių vaisių pomidorų gaunamoji EC yra 2,5–3,5 mS/cm vasarą ir 3,5–4,0 mS/cm žiemą. Antra, reikia pagerinti skysčio grąžinimo greitį, kuris yra prieš aukšto dažnio laistymą vidurdienį, ir užtikrinti, kad skystis grįžtų kiekvieną kartą laistant. Skysčio grąžinimo greitis teigiamai koreliuoja su spinduliuotės kaupimu. Vasarą, kai spinduliuotės intensyvumas vis dar yra didesnis nei 450 W/m2, o trukmė – daugiau nei 30 min., nedidelį laistymo kiekį (50–100 ml/lašintuvui) reikia įpilti rankiniu būdu vieną kartą, ir geriau, kad skysčio grąžinimo iš esmės nebūtų. ② Kai skysčio grąžinimo greitis yra mažas, pagrindinės priežastys yra didelis skysčio grąžinimo greitis, maža EC ir vėlyvas paskutinis laistymas. Atsižvelgiant į paskutinio laistymo laiką, paskutinis laistymas paprastai baigiasi 2–5 val. prieš saulėlydį, debesuotomis dienomis ir žiemą – anksčiau nei numatyta, o saulėtomis dienomis ir vasarą – vėliau. Skysčio grįžimo greitį reguliuokite pagal lauko spinduliuotės kaupimąsi. Paprastai skysčio grįžimo greitis yra mažesnis nei 10 %, kai spinduliuotės kaupimasis yra mažesnis nei 500 J/(cm2.d), ir 10 % ~ 20 %, kai spinduliuotės kaupimasis yra 500 ~ 1000 J/(cm2.d) ir t. t.

Pomidorų rizosferos pH nenormalios priežastys ir reguliavimo priemonės

Idealiomis sąlygomis įtekančio vandens pH yra 5,5, o išplovimo pH – 5,5–6,5. Rizosferos pH įtakojantys veiksniai yra formulė, kultūros terpė, išplovimo greitis, vandens kokybė ir kt. Kai rizosferos pH yra žemas, jis nudegins šaknis ir smarkiai ištirpdys akmens vatos matricą, kaip parodyta 3 paveiksle. Kai rizosferos pH yra aukštas, sumažėja Mn2+, Fe3+, Mg2+ ir PO43- absorbcija, todėl gali trūkti elementų, pavyzdžiui, dėl aukšto rizosferos pH atsiranda mangano trūkumas, kaip parodyta 4 paveiksle.

Kalbant apie vandens kokybę, lietaus vanduo ir atvirkštinės osmoso membraninio filtravimo vanduo yra rūgštus, o motininio tirpalo pH paprastai yra 3–4, todėl įleidžiamo tirpalo pH yra žemas. Kalio hidroksidas ir kalio bikarbonatas dažnai naudojami įleidžiamo tirpalo pH reguliavimui. Šulinių vanduo ir gruntinis vanduo dažnai reguliuojami azoto rūgštimi ir fosforo rūgštimi, nes juose yra šarminės HCO3. Nenormalus įleidžiamo vandens pH tiesiogiai paveiks grįžtamo vandens pH, todėl tinkamas įleidžiamo vandens pH yra reguliavimo pagrindas. Kalbant apie auginimo substratą, po pasodinimo grįžtančio kokosų sėlenų substrato skysčio pH yra artimas įeinančio skysčio pH, o nenormalus įeinančio skysčio pH nesukels drastiškų rizosferos pH svyravimų per trumpą laiką dėl gerų substrato buferinių savybių. Auginant akmens vata, grįžtamo skysčio pH vertė po kolonizacijos yra aukšta ir išlieka ilgą laiką.

Pagal formulę, atsižvelgiant į skirtingą augalų jonų absorbcijos pajėgumą, juos galima suskirstyti į fiziologines rūgščių druskas ir fiziologines šarmines druskas. Pavyzdžiui, NO3⁻, kai augalas absorbuoja 1 mol NO3⁻, šaknų sistema išskiria 1 mol OH⁻, o tai padidina rizosferos pH, o kai šaknų sistema absorbuoja NH4⁻, ji išskiria tokią pačią H⁻ koncentraciją, o tai sumažina rizosferos pH. Todėl nitratas yra fiziologiškai bazinė druska, o amonio druska – fiziologiškai rūgšti druska. Paprastai kalio sulfatas, kalcio amonio nitratas ir amonio sulfatas yra fiziologinės rūgštinės trąšos, kalio nitratas ir kalcio nitratas yra fiziologinės šarminės druskos, o amonio nitratas – neutrali druska. Skysčio grąžinimo greičio įtaka rizosferos pH daugiausia atsispindi rizosferos maistinių medžiagų tirpalo praplovime, o nenormalų rizosferos pH sukelia netolygi jonų koncentracija rizosferoje.

Koregavimo priemonės, kai rizosferos pH yra nenormalus: 1. Pirmiausia patikrinkite, ar įtekančio vandens pH yra priimtinose ribose; (2) Naudojant vandenį, kuriame yra daugiau karbonatų, pavyzdžiui, šulinio vandenį, autorius kartą nustatė, kad įtekančio vandens pH yra normalus, tačiau tą dieną pasibaigus drėkinimui, patikrinus įtekančio vandens pH, nustatytas padidėjęs. Atlikus analizę, nustatyta, kad galima priežastis yra ta, jog pH padidėjo dėl HCO3⁻ buferio, todėl, naudojant šulinio vandenį kaip drėkinimo vandens šaltinį, rekomenduojama naudoti azoto rūgštį kaip reguliatorių; (3) Kai kaip sodinimo substratas naudojama akmens vata, grįžtančio tirpalo pH ankstyvajame sodinimo etape ilgą laiką yra aukštas. Tokiu atveju įtekančio tirpalo pH reikia atitinkamai sumažinti iki 5,2–5,5, tuo pačiu metu padidinant fiziologinės rūgšties druskos dozę, o vietoj kalcio nitrato – naudoti kalcio amonio nitratą, o vietoj kalio nitrato – kalio sulfatą. Reikėtų atkreipti dėmesį, kad NH4⁻ dozė neturėtų viršyti 1/10 bendro N kiekio formulėje. Pavyzdžiui, kai bendra N (NO3- +NH4+) koncentracija įtekančioje nuotekoje yra 20 mmol/l, NH4+ koncentracija yra mažesnė nei 2 mmol/l, ir vietoj kalio nitrato galima naudoti kalio sulfatą, tačiau reikia atkreipti dėmesį, kad SO4 koncentracija^2-Drėkinimo įtekančioje terpėje nerekomenduojama viršyti 6–8 mmol/l; (4) Kalbant apie skysčio grąžinimo greitį, drėkinimo kiekį reikia kaskart didinti, o substratą – nuplauti, ypač kai sodinimui naudojama akmens vata, nes rizosferos pH negalima greitai sureguliuoti naudojant fiziologinę rūgšties druską, todėl drėkinimo kiekį reikia didinti, kad rizosferos pH kuo greičiau pasiektų priimtiną diapazoną.

Santrauka

Tinkamas rizosferos EC ir pH diapazonas yra prielaida, užtikrinanti normalų pomidorų šaknų vandens ir trąšų įsisavinimą. Nenormalios vertės sukels augalų maistinių medžiagų trūkumą, vandens balanso disbalansą (vandens trūkumo stresą / per didelį laisvo vandens kiekį), šaknų deginimą (aukštą EC ir žemą pH) ir kitas problemas. Kadangi dėl nenormalaus rizosferos EC ir pH augalo anomalijos atsiranda vėliau, problemai atsiradus, tai reiškia, kad nenormalus rizosferos EC ir pH buvo daugelį dienų, ir augalo grįžimo į normalią būseną procesas užtruks, o tai tiesiogiai veikia derlių ir kokybę. Todėl svarbu kasdien matuoti įeinančio ir grįžtančio skysčio EC ir pH.

PABAIGA

[Cituota informacija] Chen Tongqiang, Xu Fengjiao, Ma Tiemin ir kt. Pomidorų kultūros be dirvožemio stikliniame šiltnamyje rizosferos EC ir pH kontrolės metodas [J]. Žemės ūkio inžinerijos technologijos, 2022, 42 (31): 17–20.